JP4313850B2 - 変速機の変速比シフト装置および変速機の変速比シフト方法 - Google Patents
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Description
従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念記載のCVT変速機のシフト装置およびシフト方法に関する。
【0002】
連続可変変速機は一般にはCVTと称されており、例えばヨーロッパ特許出願公開第0451887号明細書から公知である。このようなCVT変速機は低い機関回転数での走行を可能にする。変速比のシフトは一般的には液圧式で行われ、その際に必要な液圧は、車両の機関によって駆動される液圧ポンプにより送出される。しかし急激なきわめて強いブレーキングによっては、CVT変速機の変速比が場合により車両の停止状態で相対的に低くなってしまうことがある。これは低い機関回転数でのポンプの搬送容量が、使用される短いブレーキ時間で変速機を発進時に必要な高い変速比へシフトするのに充分でないからである。車両が停止すると変速機をシフトすることはできないので、車両を停止させる前に発進用変速比が得られるようにしなければならない。
【0003】
発進用変速比をブレーキ過程の終了時に調整するために、強い減速が検出される際にできる限り迅速に大きな変速比へ変速機をシフトすることができる。車両の機関とCVT変速機との間には一般にトルクコンバータが設けられており、このトルクコンバータはコンバータロックアップクラッチによってロックアップされているので、コンバータロックアップクラッチが開放されている間は機関回転数がアイドリング回転数へ低下される。遅くともその時点で液圧ポンプの搬送容量は変速機をシフトするのに充分でなくなるので、車両は発進用変速比よりも小さい変速比で停止する。
【0004】
この問題を解決するための手段はブレーキングの間機関を高められたアイドリング回転数で駆動することである。ただしこれはきわめて制限された介入手段にすぎない。なぜなら車両の減速時にはどんな場合でも機械回転数の上昇による前進トルクを車輪に作用させてはならないからである。
【0005】
本発明の課題は、本来のブレーキ過程を延長することなく発進用変速比をブレーキングの終了時に確実に達成することである。
【0006】
この課題は独立請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。
【0007】
発明の利点
前述のように、本発明は車両の内燃機関と車両の駆動輪との間に配置された、変速比を無段で調整可能な変速機に関している。このようなCVT変速機はプライマリ側プーリおよびセカンダリ側プーリを有しており、そこでは少なくともプライマリ側の回転数を検出する第1のセンサ手段が設けられている。
【0008】
本発明は、予め設定された量による車両の減速状態が検出される。この減速状態の検出に応じて車両の機関の出力回転数がプライマリ側で検出された回転数に対応するように制御される。この場合例えば、車両の機関の出力回転数を検出する別のセンサ手段が設けられており、車両機関の出力回転数はプライマリ側で検出された回転数に対応する制御の目的で調整される。
【0009】
本発明は、ブレーキ過程中車両機関により、ブレーキングに対して反対に作用する前進出力が伝達されない程度の大きさの加速トルクは作用してもかまわないことに基づいている。この場合に、車両の機関と変速機との間にはコンバータロックアップクラッチを有するトルクコンバータが設けられている。減速状態が検出されたことに応じてコンバータロックアップクラッチは開放される。
【0010】
液圧式のトルクコンバータは、出力回転数と入力回転数とが等しい場合、すなわちコンバータのスリップがゼロである場合、出力を伝達しない。したがって減速過程およびブレーキ過程の間コンバータの入力回転数すなわち機関の出力回転数は、この回転数がコンバータの出力回転数すなわち変速機の入力回転数に等しくなるように制御される。これにより伝送される出力はコンバータを介して値ゼロへ調整される。この時点で変速機が大きな変速比へ調整されると、車両の機関はアイドリング回転数を明らかに超過する回転数へ調整される。これにより全ブレーキ過程中、ポンプの搬送出力が変速機を迅速に大きな変速比へ調整するのに充分な大きさになることが保証される。さらに、車両の機関から正の加速力が車輪に作用しないことも保証される。
【0011】
例えば、車両の出力回転数すなわちコンバータの入力回転数の調整は、プライマリ側の回転数が予め設定される閾値を上回らない場合に行われる。これにより機関が不必要に高く回転しない利点が得られる。
【0012】
本発明の別の実施形態では、プライマリ側で検出された回転数に依存して車両機関の出力回転数を調整するが、これはプライマリ側の回転数が予め設定される閾値を下回らない場合にのみ行われる。変速機の入力回転数がアイドリング回転数よりも所定の値だけ大きい値へ低下する場合、本発明による調整または制御が行われる。
【0013】
例えば車両の長手方向速度を表す減速度のパラメータが例えば検出された車輪回転数に依存して求められるように構成されている。ここで車両の減速状態は、検出された減速度のパラメータが予め設定される閾値を超過する場合に検出される。
【0014】
特に有利には、プライマリ側で検出された回転数に依存する機関回転数の調整は、減速状態がもはや検出されない場合終了される。本発明による機関回転数の調整または制御は、車両の減速度が所定の値を下回る場合には遮断される。
【0015】
前述のように、減速状態の間に変速機の変速比はより大きな減速比へシフトされる。
【0016】
本発明によればきわめて強い減速が行われる場合でも低速(30km/hから60km/h)から、CVT変速機を有する車両が発進用変速比に近似する変速比で停止することが保証される。さらに機関は液圧ポンプの搬送容量を高めるために燃料を燃焼させることができ、その際に機関がブレーキ作用に対して反対に働く出力を車輪へ伝達するおそれがない。
【0017】
本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【0018】
図面
図1には連続可変変速機の概略図が示されている。図2にはフローチャートが示されている。
【0019】
実施例
本発明を以下に実施例に即して詳細に説明する。
【0020】
図1には、参照番号2で車両の無段の巻き付けベルト式変速機が示されており、この装置は内燃機関1の出力を車輪の駆動シャフト3へ伝達する。このような無段変速機は例えばトルクコンバータ4と、前進走行および後進走行への切換のためのクラッチ5とを有しており、これらは機関1と可変駆動機構6との間に配置されている。コンバータ4はコンバータロックアップクラッチ23によりスリップのない駆動のためにロックアップされている。コンバータロックアップクラッチ23の開放および閉成は、ここではコンバータロックアップクラッチ23の信号Wkon/offによる制御として概略的に示されている。
【0021】
車両の機関1の作動フローは、機関制御装置22により閉ループ制御または開制御される。機関1の出力回転数Nmotはコンバータ4の入力回転数に相応しており、回転数センサ25によって検出される。車両の長手方向速度Vlはブロック24で、一般的にはセンサで検出された車輪回転数に依存して求められる。所定の出力回転数Nmotを調整するために、機関制御装置22へ制御装置ユニット20から信号MOTが伝送される。
【0022】
可変駆動機構6は入力側(プライマリ側)のコーンプーリ7および出力側(セカンダリ側)のコーンプーリ8から成り、その際にチェーンまたはシーブベルト9により入力側コーンプーリ7および出力側コーンプーリ8の力が伝達される。それぞれのコーンプーリ部材は軸方向に固定され軸方向に可動のディスクを有する。軸方向に可動のディスクを入力側プーリ7および出力側プーリ8が同時に変動することにより、可変駆動機構6の変速比は高い発進用変速比から低いオーバドライブ変速比まで変化する。
【0023】
出力側プーリはディファレンシャル10を介して車輪の駆動シャフト3に連結されている。軸方向に可動のコーンプーリ7、8は液圧式に調整され、そのためのオイルチャンバ11、12を有している。
【0024】
油圧を供給するために変速機は油圧ポンプ13を有しており、このポンプは通常内燃機関1の回転数で作動される。別の実施形態ではベルト9の電圧は圧力制限弁14を用いて調整され、ベルトは出力側のオイルチャンバ12の圧力を調整する。変速機の変速比はプライマリ側の比例弁(プライマリ側弁15)を用いて調整される。
【0025】
このプライマリ側弁15は位置Aでオイルを入力側のオイルチャンバ11から放出させ、圧力を低下させる。これにより変速比はローへ調整される。位置Cでオイルは入力側のオイルチャンバ11へ流れ込み、これにより変速比はオーバドライブの方向に変化し、入力側のオイルチャンバ11の圧力は上昇する。比例弁15の位置Bではオイルチャンバ11は閉鎖され、したがってオイルチャンバ11のオイルはほとんど流入も流出もしない。比例弁15は例えば直接に駆動するか、または予備制御弁により周知のように駆動することができる。
【0026】
ここで説明される実施例ではマグネット16の電流Iを調整することにより、バルブシフタに対する力が形成される。バルブシフタに設けられているばね17により比例弁15の所定の位置が生じる。これはマグネット16を通る電流Iが比例弁15の位置ひいてはバルブの開口部断面積を定めることを意味する。
【0027】
さらに、プライマリ側の回転数Npを検出するセンサ18と、セカンダリ側の回転数Nsを検出するセンサ19とが存在している。プライマリ側のセンサ信号Npおよびセカンダリ側のセンサ信号Nsは制御装置20へ供給され、この制御装置は比例弁15のマグネット16を流れる電流を調整する。さらに例えばドライバによって操作可能なアクセルペダルの位置αを検出するセンサ21が接続されている。
【0028】
図2には本発明の実施例のフローチャートが示されている。スタートのステップ201の後、ステップ202で車両の長手方向速度Vlから車両の長手方向加速度alが車両の長手方向速度の時間微分として求められる。車両の長手方向速度はこの場合図1のブロック24で通常は車輪回転数に依存して求められる。
【0029】
ステップ203で、求められた長手方向減速度と第1の閾値SW1例えば3.5m/sec.2とが比較される。車両の長手方向減速度がこの閾値SW1を下回る場合、ここでは充分な大きさの車両の減速が行われていないので直接に終了ステップ210へ移行する。しかし車両の長手方向減速度がこの閾値SW1を上回る場合、ステップ204でコンバータロックアップクラッチが信号Wkoffにより開放される。同時に変速機の変速比はバルブ15の制御成分ΔIにより可及的に迅速に大きな変速比へシフトされる。ステップ205では変速機の入力回転数すなわちプライマリ側の回転数Npが閾値SW2例えば2500rpmよりも小さいか否かが問い合わされる。小さい場合にはステップ206で機関の出力回転数Nmotが変速機の入力回転数Npへ調整される。これは直接に制御装置ユニット20によって行われるか、または機関制御装置22の相応の制御回路によって信号MOTにより行われる。
【0030】
ステップ205で回転数が閾値SW2を上回ることが確認された場合には、直接にステップ207へ移行する。問い合わせステップ205により、機関回転数が上方の回転数閾値SW2を超過することが回避される。
【0031】
ステップ207では変速機の入力回転数Npと、第3の閾値SW3、すなわち機関のアイドリング回転数よりも大きな値例えば200回転とが比較される。変速機の入力回転数が下方の回転数閾値SW3を上回る(ステップ207での問い合わせの結果が”否”である)場合、変速機の入力回転数は充分に機関のアイドリング回転数から隔たっており、これによりステップ208で新たに車両の長手方向の減速度alが求められる。
【0032】
ステップ207で、変速機の入力回転数が下方の閾値SW3を下回っていることが確認された場合、直接に終了ステップ210へ移行し、本発明の制御は遮断される。
【0033】
変速機の入力回転数が機関のアイドリング回転数と充分に大きく隔たっている場合には、ステップ208で新たに車両の長手方向減速度alが求められた後、ステップ209で実際の車両の長手方向減速度alが第4の閾値例えば2m/sec.2を下回っているか否かがチェックされる。車両の長手方向減速度が充分に大きく、ブレーキ過程が持続する(ステップ209での問い合わせの結果が”否”である)場合、ステップ205および206の制御により本発明の制御が保持される。この制御は、実際の車両の長手方向減速度が第4の閾値SW4を下回ることがステップ209で判別された場合に終了ステップ210へ移行して遮断される。この場合にはもはや充分な大きさのブレーキ過程が行われていない。
【0034】
終了ステップ210の後、図2に示される動作が新たに開始される。
【0035】
全体として本発明は、車両の機関と駆動輪との間に配置される変速機の変速比のシフトに関しており、プライマリ側すなわち入力側のコーンプーリからチェーンまたはシーブベルトにより駆動力をセカンダリ側すなわち出力側のコーンプーリへ伝達する。本発明によれば、予め設定された量の車両の減速状態を検出する手段が設けられている。このような減速状態が検出されたことに応じて、車両機関の出力回転数が、プライマリ側で検出された回転数に依存して閉ループ制御または開制御される。本発明によれば特に強い減速の際にも低速で(30km/hから60km/h)、CVT変速機を有する車両が発進用変速比に近い変速比で停止することが保証される。さらに機関で液圧ポンプの搬送容量を高めるために燃料を燃焼させることができ、その際にも車両の機関がブレーキ作用に対して反対に働く出力を車輪に伝達するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続可変変速機の概略図である。
【図2】本発明の方法のフローチャートである。
Claims (7)
- 車両の機関(1)と駆動輪との間に配置されており、変速比が無段でシフト可能であり、プライマリ側(7)すなわち入力側のコーンプーリからチェーンまたはシーブベルトにより駆動力をセカンダリ側(8)すなわち出力側のコーンプーリへ伝達する変速機(2)に対して、
プライマリ側(7)の回転数(Np)を検出する少なくとも第1のセンサ手段(18)が設けられており、
予め設定される量の車両の減速状態を検出し、前記減速状態の検出に応じて車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)を調整する手段(20)が設けられている、
変速機の変速比シフト装置において、
車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)を検出する第2のセンサ手段(25)が設けられており、
車両の機関(1)と変速機(2)との間にコンバータロックアップクラッチ(23)を有するトルクコンバータ(4)が配置されており、
前記手段(20)は、減速状態の検出に応じてコンバータロックアップクラッチ(23)を開放し、車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)がプライマリ側(7)で検出された回転数(Np)へ調整され、該回転数調整の間コンバータロックアップクラッチは開放されつづける
ことを特徴とする変速機の変速比シフト装置。 - 前記手段(20)は、車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)をプライマリ側(7)で検出された回転数(Np)に対応させる制御を、プライマリ側で検出された回転数(Np)が第2の予め設定される閾値(SW2)を上回らない場合に行う、請求項1記載の装置。
- 前記手段(20)は、車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)をプライマリ側(7)で検出された回転数(Np)に対応させる制御を、プライマリ側で検出された回転数(Np)が第3の予め設定される閾値(SW3)を下回らない場合にのみ行う、請求項1記載の装置。
- 前記手段(20)は、車両の長手方向速度を表す減速度の量(al)を求め、求められた減速度の量(al)が第1の予め設定される閾値(SW1)を上回る場合を予め設定される量の車両の減速状態とする、請求項1記載の装置。
- 前記手段(20)は、車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)をプライマリ側(7)で検出された回転数(Np)に対応させる制御を、減速状態がもはや検出されない場合に終了する、請求項1記載の装置。
- 前記手段(20)は、減速状態を検出したことに応じて変速機の変速比をより大きな変速比へシフトする、請求項1記載の装置。
- 車両の機関(1)と駆動輪との間に配置されており、変速比が無段でシフト可能であり、プライマリ側(7)すなわち入力側のコーンプーリからチェーンまたはシーブベルトにより駆動力をセカンダリ側(8)すなわち出力側のコーンプーリへ伝達する変速機(2)に対して、
少なくとも第1のセンサ手段(18)によりプライマリ側(7)の回転数(Np)を検出し、
機関(1)の出力回転数(Nmot)を調整する手段(20)により予め設定される量の車両の減速状態を検出し、前記減速状態の検出に応じて車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)を調整する、
変速機の変速比シフト方法において、
第2のセンサ手段(25)により車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)を検出し、
車両の機関(1)と変速機(2)との間にコンバータロックアップクラッチ(23)を有するトルクコンバータ(4)が配置されており、
前記手段(20)により、減速状態の検出に応じてコンバータロックアップクラッチ(23)を開放し、車両の機関(1)の出力回転数(Nmot)をプライマリ側(7)で検出された回転数(Np)へ調整し、該回転数調整の間コンバータロックアップクラッチを開放しつづける
ことを特徴とする変速機の変速比シフト方法。
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